賀江擴能工程信都航電樞紐總體設計

雷 興

(廣西壯族自治區賀州市交通運輸局，廣西 賀州 542899)

0 引言

賀江是珠江流域西江水系的一級支流，發源于廣西壯族自治區賀州市富川縣的黃沙嶺，由北向南流經廣西富川、鐘山、賀州以及廣東省肇慶市的封開縣，于封開縣江口鎮匯入西江。賀江是一條跨廣東、廣西兩省區的重要省際航道，也是湘、粵、桂三省區多個市縣通往珠江三角洲的重要水運通道之一。賀江規劃通航里程234 km，其中廣西段119 km(八步至省界)，廣東段115 km(省界至江口)。

賀江歷史上航運十分繁忙，對沿河工農業發展起著舉足輕重的作用。由于水運設施一直發展滯后，賀江的貨運量日益減少，加之近年來部分河段由于航道等級低和船閘過船能力差等問題導致斷航，目前僅有一些運輸船舶從事區間運輸。沿江的水運企業及運力被迫流向西江干流和廣東珠江三角洲一帶，賀州市沿江園區如廣西東融產業園、旺高工業區等大量大宗貨物只能依靠公路和鐵路進行運輸，使運輸成本增加，削弱了產業的競爭力，嚴重制約了流域經濟的發展。賀江擴能工程對賀江廣西境內航道即賀州八步碼頭至省界119 km航道按Ⅳ級航道標準進行全線渠化和疏浚整治，新建和改擴建樞紐及港口作業區，恢復賀江航運功能。同時目前正在規劃的湘桂運河東線方案從湖南永州萍島始至廣東封開縣與西江干線連接，線路經過的賀江將作為主要航道。信都樞紐做為賀江擴能工程和湘桂運河東線線路的重要組成部分，對其進行開發將極大地促進桂北地區產業經濟的發展。本文通過比選提出了信都航電樞紐推薦壩址，并介紹了樞紐及各主要建筑物的布置和施工方案。

1 工程概況

信都樞紐位于賀州市八步區信都鎮鎮區下游7 km處的仁義鎮龍江村[1]。信都樞紐的主要開發任務為：以航運為主，兼顧發電、旅游及其他水資源利用。賀江航道規劃為Ⅳ級航道，信都樞紐船閘級別為Ⅳ級船閘(兼顧通航1 000噸級單船)，電站裝機容量為16 MW，

水庫總庫容為2 371萬m3，正常蓄水位(48.50 m)下的總庫容為1 201萬m3。信都樞紐工程等別為三等，工程規模屬中型，位于擋水一線的泄水閘、發電廠房(包括安裝間)、船閘、混凝土接頭重力壩等主要建筑物等級為3級，設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為200年一遇。

2 壩址選擇

根據現場地形、河勢特點，以及從主要建筑物布置、水庫淹沒等多方面因素考慮，選擇了上下兩個壩址進行方案比選(如表1所示)。上壩址位于信都鎮下游的仁義鎮龍江村江平屯附近河段，上游距已建云騰渡梯級壩下13.7 km，下游距桂粵省界約21.3 km；下壩址位于龍江村沙黃屯附近河段的河道中心沙洲洲尾處，上游距已建云騰渡梯級壩下16.5 km，下游距桂粵省界約18.5 km。根據比較成果，從上、下壩址各方面條件看，上壩址河床較窄，工程占地較大，開挖量較大，移民數量較多，航道整治里程相對較長，還需整體拆除現有閘壩和船閘，投資較大。經綜合比較分析，下壩址總體優于上壩址，故選定下壩址為推薦壩址。

表1 上、下壩址比選主要指標成果表

3 樞紐布置及主要建筑物布置

3.1 地形地貌

工程場址處總體上為丘陵地貌，地勢較平坦，壩址兩岸為沖積階地，地勢略有起伏，地面高程在46.6～52.0 m之間，兩岸階地主要為耕地，其間分布有較多居民房屋建筑。上游現有大洲洲頭(壩址上游約1 km處)河段水流流向由北向南，至大洲洲頭處折向西南，偏角約為38°，至壩址下游約1.6 km處又折向東流。壩址處水流流向為北東-南西。下壩址段河道較為順直，河谷呈寬“U”字型，河槽寬約450～500 m，淘沙作業船沖洗后的河卵石堆零散地堆積于河道中心洲處，有大片隆高的孤島出露。岸坡為土質邊坡，多呈陡坎狀。右岸有X697信鋪線縣道經過，距離壩址處約為1.5 km，縣道北上連接信都鎮，南下與廣東省懷集縣相連接，交通較為便利。

3.2 地質條件

根據勘探成果結合野外地質測繪和參考區域地質資料，壩址出露地層主要為泥盆系唐家灣組(D2t)以及第四系覆蓋層，由新至老分別為第四系沖洪積層(Q4pal)、第四系殘坡積層(Q3edl)和泥盆系唐家灣組(D2t)。壩址基巖普遍被第四系覆蓋，出露的地層也較為簡單，河床底部基巖被第四系沖洪積層覆蓋，主要由沖洪積層和殘坡積層組成。

沖洪積層分布于兩岸階地、河床及河漫灘部位，厚度為4.5～27 m，主要由粉質黏土、砂層、卵礫石和砂卵石組成。其中，粉土層主要分布于河流兩岸階地表面，砂層不均勻地分布在工程區局部地段，卵礫石主要分布在河床表層，是附近砂場抽砂臨時堆積而成，砂卵石的主要分布在與基巖接觸面上部。殘坡積層分布不均勻，多呈透鏡狀，部分分布在河床沖洪積層底部，直接與基巖接觸，厚度變化較大，從0～15.6 m，主要由碎石和黏性土組成。下層為基底巖石，巖性為灰-灰黑色厚層狀灰巖，分布于壩址河床及兩岸沖洪積層底部。

粉質黏土層厚度一般為2～3 m，中等透水；砂層厚度一般為2～3 m，中等透水；卵礫石層厚度不均，為強透水層；砂卵石厚度約10～20 m，為強透水層；下伏基巖灰巖厚度>50 m，基本屬于弱透水，局部為中透水。基巖弱風化巖體上部溶蝕裂隙或溶孔較發育，巖體完整性差，結構面較發育，呈厚層狀結構。

3.3 工程布置

下壩址樞紐建筑物擋水前沿總長564 m，主要建筑物從左至右依次為左岸接頭壩、船閘、攔河壩、門庫壩段、發電廠房、右岸接頭壩(如圖1所示)。

圖1 信都樞紐總平面布置圖

發電廠房布置在右岸河道上，攔河閘壩布置于河床中部，船閘及右岸接頭壩布置在左岸河道上。各建筑物前沿頂部高程為61.00 m，形成貫通左右岸的壩頂交通，左右岸均通過上壩公路與現有道路連接。

3.3.1 船閘

船閘布置于河道左岸凹岸側，船閘軸線位于左岸主河槽深泓區，上下游引航道、口門區及連接段沿左岸岸線布置。閘室位于壩軸線下游，船閘縱向中心線與壩軸線垂直，船閘建筑物從上游至下游依次為上游引航道、上閘首、閘室、下閘首及下游引航道，總長為1 487 m(含上下游口門區長度)。船閘有效尺度為(190×23×4.5)m，船閘主體段長267 m，閘室底高程為37.50 m。上、下行船舶進出閘方式均為“曲線進閘、直線出閘”。上、下游引航道直線段長310 m，寬度為23～75 m，主導航墻長110 m，布置在左側，右側輔導航墻與分水墻相接，左側停泊段按并靠2列船舶考慮，長200 m，布置9個靠船墩，間距22 m。上游引航道設計底高程為41.60 m，下游引航道設計底高程為37.50 m。上閘首左接重力壩，右連船閘檢修門庫壩和右岸接頭壩，上段頂面高程為61.00 m，前沿布置有交通橋面系統與壩頂相通。

船閘單向年設計過閘貨運量通過能力為：按設計代表船型500噸級和1 000噸級船舶組合過閘為1 142萬t/年(下行)，滿足設計水平年預測最大單向年過閘貨運量要求。

3.3.2 攔河壩

泄水閘壩段：布置在壩址軸線原河床位置，占據原河床中間部分，左側通過重力壩段與船閘相連，右側與水電站廠房毗鄰。泄水閘壩前沿總長275 m，共設15孔泄水閘壩，孔口凈寬為15 m，堰頂高程為41.0 m，采用孔中分縫的結構形式，邊墩厚2.5 m，中墩厚3.0 m，連接縱向圍堰中墩厚6.0 m。由于閘壩基礎下部灰巖埋深較大，故將閘壩基礎坐落在砂卵礫石層上，基礎采用密布旋噴樁的工程措施進行加固處理。閘壩建基面高程呈左低右高，為33～35 m，置于砂卵礫石層上。為滿足船閘通航凈空要求，并便于壩頂交通、門機運行和減少工程量，閘壩橋面高程為61.0 m。泄水閘壩下游設消力池，池長30.0 m，池深2.0 m，池底高程為40.0 m。消力池后接海漫段長60 m，海漫末端做深齒腳，海漫底高程為40.0 m。

門庫壩段：門庫壩段布置在船閘與泄水閘壩之間，采用混凝土重力壩，長35 m，頂寬21.00 m，壩體內部設置上閘首船閘檢修門門庫，建基面高程為38.00 m，基礎為砂卵礫石。

左岸接頭壩段：左岸船閘與河岸連接，左岸接頭壩段包括混凝土重力壩、刺墻壩和接頭土石壩，全長為72.0 m，最大壩高為28.0 m。船閘上閘首邊墻與接頭壩相連，壩頂高程為61.0 m。基礎為砂卵礫石。

右岸接頭壩段：右岸電站廠房與河岸連接，右岸接頭壩段包括混凝土重力壩、刺墻壩，全長為74.16 m，最大壩高為31.22 m。上游電站進水口邊墻與接頭壩相連，壩頂高程為61.00 m。基礎為砂卵礫石。

3.3.3 發電廠房

發電廠房位于河床右岸，機組縱向中心線與壩軸線平行。沿壩軸線方向廠房壩段總長為80.74 m。廠房縱向軸線與壩軸線平行，主廠房尺寸為80.74 m×16.90 m(長×寬)，其中主機間長57.82 m，安裝間長22.90 m。主機間安裝4臺燈泡貫流式發電機組，機組間距為13.30 m，機組安裝高程為38.20 m。安裝間段設在主廠房左端，與主廠房同寬、同高，安裝間高程為53.40 m。安裝間左端是回車場，載重汽車可由回車場直接進入安裝場內進行裝卸。副廠房布置在主廠房的下游側。廠房升壓站布置在安裝間左側進場道路下游填土形成的平臺上，高程為50.00 m。廠房與升壓站通過電纜溝相連，按照電氣布置要求，升壓站平面尺寸為52 m×39 m(長×寬)。

3.3.4 施工

信都樞紐采用廠壩集中式布置。本工程施工導流采用分期導流方式：一期工程利用上、下游土石圍堰及江心洲圍護左岸河床，干地施工右岸電站廠房、右側9孔攔河壩；將布置于江心洲的泄水閘壩10#閘墩，向上、下游延長形成縱向混凝土導墻，兼作二期工程縱向混凝土圍堰，經疏浚的左岸河床過流。二期工程采用上、下游土石圍堰及一期已建的縱向混凝土導墻圍護左岸，施工左岸船閘及左側河床6孔攔河壩，利用右岸已建泄水閘壩導流。待右岸電站廠房完成機組安裝并調試完畢，具備發電條件后，利用二期圍堰擋水，通過右岸泄水閘壩調節上游水位，廠房于施工期提前發電受益。

4 結語

賀江是廣西西江黃金水道的重要組成部分，是規劃的湘桂運河東線方案的主要航道。信都航電樞紐工程是賀江擴能一期工程的控制性工程，該工程的實施符合賀州市委、市政府提出的“打造粵桂湘區域性交通樞紐”的戰略構想。信都航電樞紐工程的建設將有效緩解腹地公路、鐵路運輸壓力，對促進水資源開發利用、加快腹地經濟和帶動區域經濟協調發展將起到重要作用，并有助于賀州市中、遠期社會經濟發展規劃目標的實現。